低温锂电池是怎么工作的？

时间： 2024-10-19 来源：格瑞普官网

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低温环境下的低温锂电池充放电方法，采用电池管理系统实时检测电池温度; 电池处理系统用于读取预设规则，该规则定义了多个连续的温标，每个温标对应一个充电截止电压。电池处理系统将检测到的电池温度值与温标的温标进行比较，对温标进行校验，得到相应的充电截止电压。电池处理系统由控制电路或充电器通知。指令操作根据充电截止电压对锂电池组进行充电。

该技术的优点和积极效果是：通过锂电池组与搬运系统的配合，锂电池组无需外部加热即可在低温下充放电，不会出现“锂晶支化”现象。

锂电池在低温下的问题

在低温条件下，低温锂电池存在各种活性物质活性降低、电池电极反应速率低、电池功能低、实际充电容量低、电池运行时间缩短等问题。

锂电池在低温充电过程中，极易造成锂离子在负极分离，导致锂金属结晶，即出现“锂晶支化”现象。 “锂晶枝”的形成会破坏电池的屏障，造成电池内部正负极短路，造成安全问题。锂金属与电解液发生反应以降低电池活性并加速电池寿命。

预防“锂晶枝”的方法

现有技术中=在使用锂电池时，为了防止出现“锂晶支”现象，一般选择3种方法：

停止对锂电池进行低温充电

很明显，很多领域对锂电池的需求我并不满足，尤其是现在的电动汽车品类。由于其应用范围广，特别是在我国北方，冬季气候比较寒冷，室外温度可达-30℃。格瑞普的现有技术突破了这一限制，可以产生高性能的低温放电性能。低温成型电池在-40°C和0.2C时放电效率可达60%以上，放电效率可达80%以上@ -30°C 时为 0.2C。

加热锂电池

二是锂电池必须在低温环境下充电时对锂电池进行加热，防止出现“锂晶”现象。虽然在应用上优于第一种，但其结构复杂、控制难度大、故障率高一直影响着低温锂电池的应用，尤其是在电动汽车领域。

电池通过小电流脉冲充满电

三是在低温环境下小电流脉冲后对电池充满电。理论上改善了低温充电无注入的问题，形成过程中低温状态下的电子移动速度大于锂离子迁移速度。然而，在低温条件下，正负匹配的数量被忽略了。不平衡引起的安全问题是一种“相对过充现象”。

锂电池充放电方法

需要解决的问题是锂电池的充放电方法，防止锂电池在低温下充电，并分离锂金属。锂电池低温充电方式：电池处理系统实时检测电池温度; 电池处理系统读取预设规则，定义多个连续的温标，每个温标对应一个充电截止电压。

电池充放电方法，根据电池不攻击“锂晶”温标，确定合适的充电截止电压和放电截止电压; 初始恒流充电，当电池电压上升到充电截止电压时，恒压充电，实时检测电池温度，在后续充电过程中，电池温度逐渐升高，电池温度达到另一个温标，则相应的充电截止电压也随之上升，按照新的充电截止电压进行充电，直到电池充满为止。同时，电池充电方式还可以根据温标进一步确定合适的充电电流。